自重构晶胞机器人非均一单元模型及结晶重构理论研究

首次将晶体结晶学理论引入自重构机器人理论研究领域。从研究具有体心立方晶胞结构的基本单元模型入手，通过设计必要的辅助功能单元强化基本单元的重构能力，从而形成具有主、辅功能的非均一性自重构单元配置方案，解决均一性单元模型复杂度与自重构算法复杂度之间的矛盾。在单元模型研究的基础上，通过深入研究层生长理论所揭示的晶体生长的内在驱动机制，应用结晶学相关理论解决自重构理论中最优公共拓扑匹配、有目标构型重构和无目标构型重构三个关键子问题：借鉴晶体结晶过程的生长基元概念在当前构型中搜索与目标构型具有最大相似度的公共拓扑；采用基于最大结合键能的晶体层生长理论在生长基元基础上进行面向目标构型的拓扑重构；采用基于动态子单元的分层重构策略实现机器人整体"流动"式的质心迁移算法，解决无目标构形的自重构规划问题，提高自重构计算过程的效率和稳定性。